[发明专利]大型化空气源热泵结霜判定与在线除霜系统及其方法

说明书

本发明公开了大型化空气源热泵结霜判定与在线除霜系统及其方法，属于热泵系统技术领域，所述控制方法包括结霜程度判定的步骤和启动在线除霜操作的步骤；通过测定进出环境空气换热器的空气温度与进出环境空气换热器防冻液温度，计算两者的温度差与系统设定的温度差进行比较判定环境空气换热器结霜程度与是否进行化霜操作；化霜时通过直接加热进入环境空气换热器防冻液，热防冻液从环境空气换热器流过融化换热器凝结的冰霜，实现系统在线化霜。

技术领域

本发明属于热泵系统技术领域，涉及空气源热泵系统，特别涉及大型化空气源热泵结霜判定与在线除霜系统及其方法。

背景技术

空气源热泵机组也称为风冷热泵机组，是空气—空气热泵，空气—水热泵的总称。其特点包括：一机两用，具有夏季供冷和冬季供热的双重功能；环境能量取自自然环境的空气，能量来源限制因素少；安装方便，建筑物顶层或室外开阔场地露天安放；一次性投资低。因此得到广泛应用。

传统空气源系统极易产生结霜现象，结霜后通常采用压缩机工作换向操作，蒸发器变为冷凝器，制冷剂冷凝放热完成化霜。系统完成一次切换耗时长，再一次切换后恢复工作的平衡时间长，能耗高，并严重影响正常供热。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供大型化空气源热泵结霜判定与在线除霜系统及其方法，充分利用环境空气换热器管内侧流动防冻液的条件，通过加热防冻液首先融化换热管界面的冰霜，即由内向外化霜，换热管界面只要融化少量的冰霜使凝结的冰霜与管壁直接产生自由滑动，结构疏松的冰霜就开始自然剥落，化霜消耗的热能远低于融化全部冰霜需要的热能，本发明可以在系统不停机、不反向运行条件下实现在线除霜。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供大型化空气源热泵结霜判定与在线除霜系统，包括环境空气换热器模块、热泵机组模块、用户能源供给侧模块、在线监测系统、除霜装置和控制电脑，所述环境空气换热器模块通过防冻液介质与热泵机组模块进行间接换热，用户能源供给侧模块通过水与热泵机组模块进行间接换热，所述除霜装置安装于防冻液介质流入环境空气换热器模块的路径上。

进一步的，所述环境空气换热器模块包括环境空气换热器、防冻液膨胀水箱和工业风机，防冻液膨胀水箱与环境空气换热器连接；所述除霜装置为电阻加热器，安装在防冻液介质流入环境空气换热器的路径上，并与控制电脑连接。

进一步的，所述在线监测系统包括用于实时监测进出环境空气换热器空气温度的空气温度在线测试系统和用于实时监测进出环境空气换热器防冻液温度的防冻液温度在线测试系统，所述的空气温度在线测试系统和防冻液温度在线测试系统均与控制电脑连接，并将实时采集的数据传输至控制电脑。

进一步的，所述热泵机组模块包括蒸发器和防冻液换热循环系统、压缩机机组、膨胀阀、冷凝器和水换热循环系统，所述用户能源供给侧模块包括缓冲水箱和用户供热水泵，所述蒸发器通过防冻液换热循环系统与防冻液膨胀水箱连接，所述冷凝器通过水换热循环系统与缓冲水箱连接；所述压缩机机组为多台压缩机，所述蒸发器与压缩机为一台对多台的关系，蒸发器产生的低温防冻液输入环境空气换热器模块，低温防冻液从环境吸收热能升温后高温防冻液返回蒸发器，所述冷凝器与压缩机为一台对多台的关系，冷凝器产生的高温热水输入用户能源供给侧模块，高温热水向用户释放热能降温后低温热水返回冷凝器。

进一步的，所述防冻液换热循环系统上设有防冻液循环泵，所述水换热循环系统上设有热源循环水泵。

本发明还提供大型化空气源热泵结霜判定与在线除霜方法，利用如前所述的系统进行，包括：

结霜程度判定的步骤；

和启动在线除霜操作的步骤。

进一步的，结霜程度判定的具体步骤如下：